Selenium(IV) interactions with Cd, Zn, Cu and Pb expressed through physiology of Sinapis alba L.

• Autorzy: Fargasova A.

Warianty tytułu

PL

Oddziaływania selenu(IV) z Cd, Zn, Cu oraz Pb wyznaczone poprzez ich wpływ na fizjologię sadzonek gorczycy białej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effects of Se, Cd, Zn, Cu and Pb and pair combinations Se + Cd, Se + Cu, Se + Zn, and Se + Pb were determined during the study. The priority was to investigate how selenium influences toxicity of Cd, Zn, Cu, and Pb when the metals appear in the hydroponic solutions in pairs. As a model subject for tests mustard seedlings (Sinapis alba L.) were used. The phytotoxicity was determined through photosynthetic pigments production (chlorophyll a, b, and total carotenoids). The metal accumulation in the roots and cotyledons was also determined using AAS methods. When interactive relations between Se and other metals tested were observed the following conclusions can be drawn: In all Se - metal combinations the reciprocal antagonistic effect on chlorophylls production was observed and that indicates the reduction of single metals unfavourable effects. However, for carotenoids it was confirmed that in Se - metal combinations primarily mutual synergistic effect occurs between Se and other metals tested in used concentrations. Only in combination Se + Zn when comparison was done to Zn antagonistic effect was found out; while in contrast Se indicated synergistic effect to Zn. For metal accumulation in the roots and cotyledons it was confirmed that Se stimulate only Cd and slightly also Cu accumulation in the roots, while in cotyledons inhibited accumulation of Cd, Zn, and Pb and has indifferent effect on Cu accumulation. This fact indicates that Se generale some barriers for metal transfer from the roots to underground plant parts.

PL

Badano wpływ Se, Cd, Zn, Cu i Pb oraz kombinacji Se + Cd, Se + Cu, Se + Zn, Se + Pb na procesy fizjologiczne gorczycy białej (Sinapsis alba lo). Najważniejsze było określenie wpływu selenu na toksyczność Cd, Zn, Cu i Pb po wprowadzeniu tych par metali do roztworu hydroponicznego, w którym hodowano sadzonki badanej gorczycy. Fitotoksyczność określono na podstawie produkcji barwników fotosyntetycznych (chlorofili a i b oraz karotenoidów ogółem). Oznaczono także metodą AAS zawartość tych metali w korzeniach i liścieniach. We wszystkich kombinacjach Se - metal zaobserwowano wzajemny antagonizm w produkcji chlorofili, który zmniejszał niekorzystny wpływ działania pojedynczych metali. W przypadku karotenoidów potwierdzono, że kombinacja Se z metalem (dla badanych stężeń) ma wpływ synergetyczny. Tylko dla kombinacji Se + Zn, gdy porównywano wpływ zmiany stężenia Zn, stwierdzono działanie antagonistyczne tych metali; natomiast Se ma synergiczny wpływ na działanie Zn na Sinapsis alba L. Selen stymuluje tylko kumulację Cd w korzeniu i w liścieniu oraz w pewnym stopniu kumulację Cu w korzeniu, natomiast zatrzymuje kumulację Cd, Zn i Pb w liścieniu oraz nie ma wpływu na kumulację Cu w tym organie gorczycy. A zatem selen tworzy jakieś bariery dla translokacji metali z korzeni do nadziemnych części roślin.

Słowa kluczowe

EN

Se - metal interactions; Se, Cd, Cu, Zn, Pb, and photosynthetic pigments production; metal accumulation; Sinapis alba

PL

interakcje Se-metal; SE, Cd, Cu, Zn, Pb; produkcja barwników fotosyntetycznych; akumulacja metali; Sinapis alba L.

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 11, nr 2-3
• Strony: 131--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fargasova A.

• Department of Ecosozology and Physiotactics, Comenius University in Bratislava, Faculty of Natural Sciences, Mlynska dolina, SK-842 15 Bratislava, Slovak Republic

Bibliografia

• [1] Merian E. (ed.): Metals and Their Compounds in the Environment. Occurrence, Analysis, and Biological Relevance. VCH Weinheim-New York-Basel-Cambridgc, 1991, p. 311-398.
• [2] Masarovičová E. and Holubová M.: Rostl. Wýr., 1999, 45, 473-476.
• [3] Samecka-Cymerman A. and Kempers A.J.: Ecotoxicol. Environ. Saf. 1996, 35. 242-247.
• [4] Cook C. M., Kostidou E., Vardaka E. and Lanaras T.: Photosynthetica, 1997, 34, 179-193.
• [5] Vassilev A., Berowa M. and Zlatev Z.: Biol. Plant., 1998, 41, 601-606.
• [6] Boddi B., Oravecz A.R. and Lehoczki E.: Photosynthetica, 1995, 31, 411-420.
• [7] Singh R.P., Dabas S. and Choudhary A.: Indian J. Experim. Biol., 1996. 34. 1129-1132.
• [8] Masarovičová E. and Holubová M.: Rostl. Vyr., 1998, 44, 261-265.
• [9] Masarovičová E., Cicák A. and Štefančik I. [in:] Pessarakli M. (ed.): Handbook of Plant and Crop Stress. New York, Basel, Hong Kong, Marcel Dekker Inc., 1998, p. 569-598.
• [10] Friberg L., Nordberg G.F. and Vouk W.B.: Handbook of the Toxicology of Metals. Elsevier, Amsterdam, New York, Oxford, 1986, 465 p.
• [11] Fargašová A.: Rostl. Vyr., 2001, 47, 97-103.
• [12] Fargašova A.: Bull. Environ. Contam. Toxicol., 1998, 61, 762-769.
• [13] Lichtenthaler H.K. and Wellburn A.R.: Biochem. Soc. Transactions, 1983, 603, 591-592.
• [14] Greenwood N.N. and Earnshaw A.: Chemistry of the Elements. Heading Hill Hall. Oxford OX3 OBW, England, 1984.
• [15] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Trace Elements in Soils and Plants. 3rd edn. CRC Press, Boca Raton, FL., 2001.
• [16] Wu L.L. [in:] Frankenberger W.T. Jr. and Engberg R.A. (eds.), Environmental Chemistry of Selenium. Marcel Dekker, Inc., New York, NY, 1998, p. 657-686.
• [17] Dirilgen N. and Inel Y.: Bull. Environ. Contam. Toxicol., 1994, 53, 442-449.
• [18] Ouzounidou G.: Biol. Plantarum, 1995, 37, 71-78.
• [19] Mohan A.S. and Hosetti B.G.B.: Environ. Pollut., 1997, 98, 233-238.
• [20] Gadallah M.A.A.: Biol. Plant., 1995, 37, 233-240.
• [21] Singh R.P., Dabas S. and Choudhary A.: Indian J. Experim. Biol., 1996, 34: 1129-1132.
• [22] Mazzafera P.: Plant Soil, 1998, 201, 189-196.
• [23] Jain M. and Gadre R.P.: Water, Air, Soil Pollut., 1998, 104, 161-166.
• [24] Padmaja K., Prasad D.D.K. and Prasad A.R.K.: Phytochemistry, 1989, 28, 3321-3324.
• [25] Nwosu J.U., Harding A.K. and Linder G.: Buli. Environ. Contam. Toxicol., 1995, 54, 570-578.
• [26] Xiong Z.-T.: Buli. Environ. Contam. Toxicol., 1998, 60, 285-291.
• [27] Wanek P.L., Vance G.F. and Stahl P.D.: Commun. Soil Sci. Plant Anal., 1999, 30, 265-278.
• [28] Banuelos G.S., Ajwa H.A., Wu L., Xun Guo, Akohoue S. and Zambrzuski S.: Ecotoxicol. Environ. Saf., 1997, 36, 282-287.
• [29] Zhang Y.L., Pan G.X., Chen J. and Hu Q.H.: Plant Soil, 2003, 253, 437-443.
• [30] Marschner H. [in:] Marschner, H. (ed.). Minerał Nutrution of Higher Plants. Academic Press, London, 1995, p. 255-264.
• [31] Mengel K. and Kirkby E.A.: Principles of Plant Nutrition. International Potash. Institute, Worblaufen-Bem, 1978, 593 p.
• [32] Zayed A., Lytle C.M. and Terry N.: Planta, 1998, 206, 284-292.
• [33] Arvy M.P.: J. Exp. Bot., 1993, 44, 1083-1087.
• [34] De Souza M.P., Pilon-Smits E.A.H., Lytle C.M., Hwang S., Tai J., et al.; Plant Physiol., 1998, 117, 1487-1494.
• [35] Hopper J.L. and Parker D.R.: Plant Soil, 1999, 210, 199-207.
• [36] Arvy M.P.: J. Exp. Bot., 1993, 44, 1083-1087.
• [37] Asher C.J., Butler G.W. and Peterson P.J.: J. Exp. Bot., 1977, 23, 279-291.
• [38] Terry N., Zayed A.M., de Souza M.P. and Tanin A.S.: Plant Mol. Biol., 2000, 51, 401-432.
• [39] Sasakura C. and Suzuki K.T.: J. Inorg. Biochem., 1998, 71, 159-165.
• [40] Suzuki K.T. and Ogra Y.; Biomed. Res. Tracę Elements, 1999, 10, 95-102.
• [41] Lobinski R., Edmonds J.S., Suzuki K.T. and Uden P.C.: Pure Appl. Chem., 2000, 72, 447-461.
• [42] Arvy M.P., Thiersault M. and Doireau P.: J. Plant Nutr., 1995, 18, 1535-1546.
• [43] Irwin R.J., Van Mouwerik M., Stevens L., Seese M.D. and Basham W.: Environmental Contaminats Encyclopedia Selenium Entry. National Park Service, Suitę 250, Fort Collons, Colorado, 1997, 94 p.
• [44] Fishbein L. [in:] Merian E. (ed.): Metals and Their Compounds in the Environment. Occurrence, Analysis, and Biological Relevance. VCH Weinheim-New York-Basel-Cambridge, 1991, p. 1153-1190.